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4. A EDIFICAÇÃO E SUA ESTRUTURA

4.3 INTERVENÇÃO ESTRUTURAL EM EDIFICAÇÕES HISTÓRICAS

4.3.1 Considerações

A necessidade de intervenção em edificação histórica está relacionada a fatores como:

- Demandas da contemporaneidade, no caso de reutilização do espaço e reconversão de uso, na medida em que a edificação não comporta o uso a que irá se destinar. Neste caso a edificação sofrerá uma intervenção arquitetônica, podendo sua estrutura original sofrer ou não alterações, dependendo da concepção da arquitetura.

- Necessidade de reforço estrutural, seja ele por conseqüência de fatores naturais, como o clima, abalos sísmicos, etc, seja ele por erros de cálculo ou por danos causados na estrutura por ocasião de intervenções que alteram o comportamento da mesma sem uma prévia verificação da capacidade portante existente.

- Reutilização do espaço aliado a uma necessidade de reforço estrutural da edificação.

Para se realizar uma intervenção em edificação histórica, é importante um bom entendimento das teorias da restauração por parte tanto do arquiteto como do engenheiro calculista. Nestas teorias, as diretrizes relacionadas objetivam evitar que novas intervenções venham abalar a estrutura ou interferir na originalidade da obra. Segundo BORGES (2001), de acordo com a carta de Veneza de 1964, a preservação da autenticidade de um edifício deve ser extensiva à preservação estrutural, e, sendo assim, é necessário o máximo de cuidado na introdução de novos materiais. Dependendo do estado da edificação, a aplicação de novas tecnologias deve permitir, ao mesmo tempo, o respeito ao caráter original da obra.

Segundo LOURENÇO, SILVA e GONÇALVES (2000), além de ter

conhecimento sobre os princípios básicos da conservação e restauro, sabendo identificar o valor estético e histórico das construções, o engenheiro deve ter a capacidade de entendimento dos objetivos da concepção arquitetônica, contribuindo para que a intervenção tenha o menor impacto possível sobre a autenticidade das construções de valor histórico. Assim, tanto o engenheiro como o arquiteto, devem ter consciência da interferência da estrutura na arquitetura sob o âmbito técnico, estético e funcional. Devem, além disso, saber propor soluções de natureza construtiva e estrutural aplicáveis às construções correntes, além de ter conhecimento dos processos de construção e materiais antigos, possibilitando um confronto pacífico com novas tecnologias. O engenheiro deve ainda ter capacidade de detectar problemas de natureza estrutural para poder aplicar métodos de intervenção adequados em cada caso. Desta forma, seria imprescindível aos engenheiros um profundo conhecimento de novas tecnologias para os diferentes níveis de intervenção. No caso de acréscimos na arquitetura que não afetam a estrutura original, ou seja, independentes, o cálculo deve ser desenvolvido de forma autônoma, compatibilizando funcional e esteticamente com a estrutura existente.

No que se refere às intervenções em edificações históricas, pode-se dizer que as bases de informações e suporte para o trabalho do engenheiro calculista diferem muito pouco das bases para o profissional arquiteto. Em ambos os casos, antes de se iniciar os projetos, deve-se ter informações bem detalhadas

sobre a edificação. Segundo AZEVEDO e MARAGNO (2003), essas informações se resumem em um levantamento histórico documental e iconográfico20 do imóvel, permitindo um panorama dos aspectos tecnológicos, arquitetônicos e construtivos. Além disso, verifica-se as intervenções e alterações ocorridas no passado, descobre-se a que usos a obra se destinou, bem como a relação desse objeto com o entorno. Desta forma, as autoras destacam que se deve conservar o máximo, restaurar o que for preciso e substituir quando for inevitável.

Segundo PUCCIONI (2001), para interpretar a estrutura de uma edificação antiga é necessário um entendimento do significado histórico e cultural do edifício, além dos materiais e técnicas originais de construção. Deve-se existir, também, uma investigação histórica sobre a vida da estrutura, com todas as etapas anteriores de modificações da mesma, além de um entendimento do estado atual em que ela se encontra, identificando danos ocorridos e possíveis danos futuros. Enfim, é importante se ter ciência do comportamento estrutural do edifício como um todo identificando todas as ações envolvidas nesse sistema.

PUCCIONI (2001) ainda afirma a importância da investigação histórica, estrutural e arquitetônica para uma verdadeira compreensão da concepção, técnicas e mão-de-obras utilizadas na sua execução, detectando ocorrências que possam ter causado danos, alterações posteriores, modificações estruturais, reconstruções, restaurações, etc. Outro fator importante nesse processo é a inspecção visual da construção, que se baseia na observação direta da estrutura para um entendimento inicial da mesma. Inclui-se nessa etapa a identificação de degradações, a verificação de estabilidade e risco de colapso, além da verificação dos efeitos do meio ambiente sobre a edificação. Além disso, é necessária uma investigação no local e ainda ensaios em laboratório para um entendimento claro dos fenômenos. Os ensaios, segundo a autora, são feitos para “identificar as características mecânicas (resistência,

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Por iconografia entende-se, segundo BUENO (1965), como “descrição e conhecimento de imagens, retratos, quadros ou monumentos, particularmente dos antigos; estudo em que se acham reproduzidas obras dessa natureza.”

deformabilidade, etc...), físicas (porosidade, etc...) e químicas (composição, etc.) dos materiais, as tensões e deformações da estrutura, a presença de descontinuidades na estrutura, etc.”

PUCCIONI (2001) cita como fator relevante a monitorização, ou seja, a observação estrutural por um período de tempo, verificando a estabilidade da obra original, deformações, larguras de fenda, temperatura, etc., sendo feito também durante a fase de intervenção estrutural. Esses dados serão úteis para qualquer trabalho adicional. A autora ainda considera que, antes de submeter uma edificação histórica a uma intervenção, é necessário que seja feito um diagnóstico e uma avaliação de segurança na obra, determinando a real necessidade e a extensão das medidas de intervenção. A avaliação da segurança, segundo a autora, é subdividida em métodos qualitativos (observação, documentação), e quantitativos (experimentais, matemáticos, etc.), analisando o comportamento estrutural. É preciso, portanto, estar ciente do grau de intervenção no comportamento estrutural existente, considerando o princípio da intervençãomínima21de forma a garantir segurança e durabilidade, evitando danos à edificação histórica. É necessária a compreensão total dos tipos de ações que causaram danos ou degradações e das possíveis ações do futuro. Além disso, é desejável que as medidas adotadas sejam reversíveis22 para que sejam adaptadas, caso esteja disponível tecnologia mais apropriada. Neste caso, o aço, como já dito no capítulo 2, aparece como material dotado de grande reversibilidade, possibilitando sua desmontagem e reaproveitamento, além de aceitar alterações e adaptações futuras dos elementos estruturais.

21 O princípio da Intervenção Mínima, segundo HENRIQUES (2003), entende que qualquer

intervenção, por mais cuidadosa e sofisticada que seja, causará danos nos materiais originais, ocorrendo certa perda de sua autenticidade.Assim, deve-se ter bem definido os objetivos da intervenção, identificando as reais necessidades para tal, sendo que as operações devam se limitar ao mínimo possível para atender os objetivos propostos.

22 O conceito

da reversibilidade, segundo HENRIQUES (2003), parte do pressuposto que todos os materiais ou soluções construtivas a serem utilizados numa intervenção devam poder ser removidos no término de sua vida útil, sem contudo, ocorrer danos nos materiais originais,e, no caso de não poderem ser removidos, não devam comprometer a possibilidade de novas aplicações (re-aplicabilidade).

4.3.2

Metodologias de Intervenção na Estrutura de uma

Edificação Histórica.

A disponibilidade de espaços e terrenos para construções novas tem diminuído ao longo dos anos, tornando-se cada vez mais necessária à reutilização de edifícios antigos para atender demanda da contemporaneidade, mesmo notando-se que os procedimentos de construção são geralmente mais críticos quando se trata de intervenção do que quando se constrói um novo edifício. Assim, novas tecnologias têm surgido com o objetivo de solucionar problemas que ocorrem nas intervenções desses edifícios, principalmente sob o aspecto estrutural.

Segundo TEOBALDO (2004), na Europa, existem duas metodologias de

intervenção, que se diferem de acordo com o objetivo do projeto, podendo ser de conservação ou de modificação. A metodologia conservativa preocupa-se com a duração no tempo, além de adequação das características estáticas e funcionais da obra, buscando a recuperação da eficiência de todos os componentes da estrutura da edificação. A metodologia de modificação já permite modificações funcionais na obra e no seu volume, sendo necessária uma revisão na parte estrutural da mesma. Estas duas metodologias se

relacionam diretamente com alguns níveis de consolidação23, que são:

Salvaguarda, Reparação, Reforço e Reestruturação. Seguem abaixo algumas características dos mesmos:

a) Salvaguarda: Intervenção de caráter provisório, que tem objetivo de garantir a segurança estática da obra, ainda quando não foi executada a obra de caráter definitivo. É uma intervenção emergencial que visa evitar ruína total ou parcial do edifício. Um exemplo refere-se às medidas de emergência a serem tomadas após um abalo sísmico. Tem grande flexibilidade operativa, garantindo o princípio da reversibilidade.

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b) Reparação: Intervenção que visa restituir a eficiência estática à estrutura original do edifício. É geralmente indicada após efeitos que causam danos estruturais e comprometam a segurança, como abalos sísmicos, agentes atmosféricos, etc. De caráter definitivo, essa intervenção é executada quando os danos causados ao edifício produzem efeitos a longo prazo. Um exemplo de reparação é a substituição da estrutura do telhado por outra de menor peso (Fig. 4.1).

Figura 4.1 - Substituição de uma cobertura por outra. Fonte: CALADO, 1997, p.20-25.

c) Reestruturação: Geralmente utilizada quando se tem uma nova destinação de uso para o edifício. É a modificação parcial ou total do esquema estrutural de distribuição de cargas e/ ou alteração no seu volume e resistência, alterando consideravelmente o comportamento estático original. Segundo CALADO

(1997), em países com ocorrência de abalos sísmicos, as intervenções de

reestruturação exigem que a nova estrutura proposta seja dotada de resistência necessária para tal.

d) Reforço: É a capacitação de uma edificação de suportar uma nova utilização, com cargas mais elevadas, resistência sísmica (no caso onde a estrutura não foi pensada para resisti-las). Sem modificar a estrutura pré- existente, o reforço completa estaticamente a estrutura original sem, contudo, modificar a distribuição da rigidez ou da massa. Um exemplo recorrente de reforço, principalmente em países onde se tem abalos sísmicos, é adaptar a

estrutura para resistir a estas ações, imposição esta não exigida pela legislação naquela época. Outro exemplo, é utilizar-se de estruturas provisórias para se evitar maiores problemas, após a ocorrência de um abalo sísmico (Fig. 4.2 e 4.3).

Figura 4.2 - Reforço com instalação de contraventamento para resistência sísmica. Fonte: CALADO, 1997, p.20-25.

Figura 4.3 -Reforço após ocorrência de um sismo. Fonte: CALADO, 1997, p.20-25.

Outra possibilidade na intervenção estrutural é a mudança de comportamento da estrutura, devido às novas cargas, exigindo dos engenheiros um diagnóstico desse comportamento na edificação antiga, além de um cálculo minucioso, considerando as novas situações de distribuição de cargas. Este caso, geralmente ocorre quando se tem uma reestruturação.

Segundo TEOBALDO (2004), os dois primeiros níveis de consolidação estão relacionados com condições de instabilidade: a salvaguarda prevê a segurança da construção e a reparação a sua restauração definitiva. Os outros dois níveis não estão relacionados com algum dano que comprometa a segurança do edifício, mas sim com ajustes e reparos necessários para reutilização do mesmo, quando se fala em reforço ou modificação da estrutura (Reestruturação). Assim, os níveis de consolidação que estão incluídos na metodologia de conservação são de salvaguarda, reparação e reforço. O nível relacionado à metodologia de modificação é o de reestruturação.

Essa pesquisa refere-se somente aos trabalhos de reforço e reestruturação. Os reforços serão considerados na pesquisa quando tiverem ligação com a intervenção de arquitetura, ou seja, caso o projeto de reutilização do edifício demandar reforços. Na reestruturação, segundo TEOBALDO (2004), pode-se destacar algumas operações que são separadas por tipologias, que serão vistas a seguir:

a) Inserção: Neste caso ocorre acréscimo de nova estrutura no interior da edificação antiga, apresentando-se totalmente independente da estrutura pré- existente. As características da edificação existente são preservadas, e a nova estrutura deve, nesse caso, ser autônoma, leve e reversível. Geralmente essa tipologia é aplicada quando há necessidade de melhoria na funcionalidade interna do edifício a ser reutilizado e quando há necessidade de transferência de carga da estrutura da edificação existente para a estrutura a ser inserida. Um exemplo de inserção em Minas Gerais é a intervenção nas ruínas do antigo Colégio Caraça. A nova estrutura, totalmente independente, foi proposta em estrutura de concreto.

b) Esvaziamento: É a substituição de toda a estrutura interna do edifício ou de parte dela. Essa intervenção é realizada quando há necessidade de mudança na distribuição interna da obra, seja por razões de ordem estáticas ou funcionais (no caso de reutilização). Desta forma, segundo TEOBALDO (2004), a estrutura a ser inserida pode ser autônoma, com fundações independentes, de forma a possibilitar a sustentação da fachada e das alvenarias internas, de maneira que os elementos deixam de ter função estática, passando a ser elementos somente de fechamento. Assim, tem-se o esvaziamento estrutural do interior da edificação, inserindo nova estrutura.

Segundo trabalhos apresentados na Universidade Católica de Leuven24 esse tipo de ação geralmente apresenta-se bem mais onerosa, comparando-se com uma nova construção. Quando se mantêm somente a fachada do edifício, liberando todo o seu interior, é necessário assegurar a estabilidade das paredes existentes, que estariam sujeitas a esforços horizontais (vento), através de trabalhos provisórios durante a construção e posteriormente, sua fixação à estrutura nova. Os elementos construtivos precisam ser bem detalhados, considerando a transferência da carga entre trabalhos novos e existentes e a necessidade de rigidez da estrutura nova e antiga (Fig. 4.4 a 4.7).

Figura 4.4- Demolição de estrutura interna e instalação parcial de nova estrutura de aço. Fonte: KATHOOLIEKE UNIVERSITET LEUVEN. [200-?].

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Figura 4.5 - Conexão da estrutura nova na fachada antiga. Fonte: KATHOOLIEKE UNIVERSITET LEUVEN, [200-?].

Figura 4.6 - Instalação de estrutura antes da demolição dos pisos e parede internas. Fonte: KATHOOLIEKE UNIVERSITET LEUVEN, [200-?].

Figura 4.7 – Interior da edificação.

c) Extensão: Conforme TEOBALDO (2004), a extensão ocorre quando há necessidade de construção de edificação anexa, podendo a mesma estar localizada acima da edificação existente ou ao seu lado. Assim, nota-se, nesse caso um acréscimo de volume da edificação antiga. Geralmente é aplicado quando a edificação não comporta o programa estabelecido para o novo uso, necessitando de ampliação. No caso de extensão lateral, pode-se considerar como nova edificação, e os problemas estruturais não são relevantes. No caso de aumento vertical de volume, há toda uma alteração na estrutura original, devendo ser criteriosamente calculada, considerando o comportamento estrutural da edificação antiga. Um exemplo de intervenção executada em estrutura metálica que utiliza a “Extensão Vertical” é a intervenção em um antigo galpão industrial, transformando-se na Tate Modern, Museu de arte contemporânea (Fig. 4.8).

Figura 4.8 - Tate Modern, Londres, Inglaterra. Fonte: ANTÔNIO, 2000, P.73.

Um exemplo de “Esvaziamento” e ao mesmo tempo de “Extensão Vertical” é a Intervenção feita pelo arquiteto Jean Nouvel, em Edifício para sediar a Ópera de Lyon, na França. Esta obra sofreu intervenção radical, sendo que a estrutura interna foi totalmente demolida, restando somente espaço do foyer, e,

externamente foram preservadas as fachadas. Além disso, foram acrescentados mais dois pavimentos na edificação (Fig. 4.9 a 4.11).

Figura 4.9 - Ópera de Lyon, Lyon, França. Ecole Athenaeum

Fonte:ECOLE ATHENAEUM. Ópera de Lyon.[S.l],fevereiro de 2002. Disponível em: < http://www.athenaeum.ch/lyonoper.htm>. Acessado em: 07 de junho de 2006.

Figura 4.10 – Ópera de Lyon e Cobertura metálica.

Fonte: JODIDIO, Philip.Contemporary European Architects. [S.l.]: Taschen, 1996.v3, p.128.

Figura 4.11 – Corte transversal. Fonte: CASTRO, Maria Beatriz, 1995.p.54.

Outro exemplo de Extensão Vertical é o edifício de escritórios, em Amsterdã, na Holanda.(Fig. 4.12). Essa obra, relativamente recente (1974), já se encontrava pequeno para a demanda em 1980, e, assim, foram construídos mais três níveis acima do edifício construído. Como as fundações existentes não suportariam mais cargas, a extensão do edifício foi erguida com estrutura e fundações independentes (Fig. 4.13).

Figura 4.12 – Edifício de escritórios, Amsterdã, Holanda. Fonte: INTERNATIONAL IRON AND STEEL INSTITUTE, 1993, p.27.

d) Leveza: Esta intervenção é considerada quando há necessidade de redução de peso da estrutura original. Assim, são realizadas demolições parciais ou totais dos pavimentos internos. Ocorre também a substituição de parte dos

Figura 4.13 – Corte transversal do Edifício de escritórios, Amsterdã, Holanda. Fonte: INTERNATIONAL IRON AND STEEL INSTITUTE, 1993, p 26.

elementos estruturais por elementos mais leves. Quando a edificação se encontra em estado muito deteriorado ou em ruínas, pode ocorrer a substituição total dos elementos estruturais. Um exemplo recorrente é a substituição de telhados com estrutura em madeira a serem substituídos por estrutura metálica, que ocorrem em com freqüência em coberturas de igrejas. Um exemplo no Brasil a se destacar, nesse caso, é a capela Nossa Senhora do Carmo, na cidade de Janirú, São Paulo, em que ocorreu mudança na estrutura do telhado, que anteriormente apresentava-se em madeira e foi substituído por perfis leves de aço galvanizado (Fig. 4.14 e 4.15).

Figura 4.14 – Foto da estrutura antiga da capela e estrutura antiga. Fonte: ABCM, 2006.

a) b) c)

Figura 4.15 – Estrutura nova. a) Detalhe 01. b) Detalhe 02. c) Detalhe 03. Fonte: ACBM, 2006.

Este fato ocorre com freqüência nas capelas dos países do sul da Europa, que, na maioria dos casos, a estrutura do telhado, além de funcionar como tal, trabalha também como diafragma rígido, auxiliando na estabilidade da

edificação, principalmente quando se trata de zonas sísmicas.(KATHOOLIEKE UNIVERSITET LEUVEN, [200-?]).

Há uma crítica muito grande para tipos de intervenção como o Esvaziamento. Um exemplo é um edifício administrativo, em Kobe, no Japão. Este edifício teve algumas paredes externas destruídas pela guerra, sendo assim, construído um outro edifício, em estrutura metálica, por trás dos panos de parede que restaram da fachada, retirando toda a estrutura e fechamento interno, propondo uma intervenção de esvaziamento e extensão vertical, com estrutura independente. As fachadas existentes, bem como a ampliação proposta foram protegidas contra vibrações, ventos e terremotos. Para facilitar o reforço e estabilização dos panos de parede existentes foram utilizadas estruturas metálicas provisórias. Quando as paredes internas foram retiradas, as fundações do novo edifício já estavam executadas e assim, pôde-se erguer a nova estrutura para o edifício (Fig. 4.16 a 4.18).

Figura 4.16 - Edifício administrativo, kobe, Japão.

Fonte: INTERNATIONAL IRON AND STEEL INSTITUTE, 1993, p.24.

a) b)

Figura 4.17– Estabilização das paredes com estrutura metálica e construção da nova edificação com estrutura metálica. a) Vista Interna b) Vista Externa

Figura 4.18 – Detalhe: encontro estrutura nova e alvenaria antiga. Fonte: INTERNATIONAL IRON AND STEEL INSTITUTE, 1993, p.25.

A Carta Italiana de Restauro, de 1972, dizia:

(...) As obras de adaptação deverão ser limitadas ao mínimo, conservando escrupulosamente as formas externas e evitando alterações sensíveis das características tipológicas, da organização estrutural e da seqüência dos espaços internos.

E ainda:

(...).Nesse tipo de intervenção, é de fundamental importância o respeito às peculiaridades tipológicas e construtivas dos edifícios, proibidas quaisquer intervenções que alterem suas características, como o vazado da estrutura ou a introdução de funções que deformarem excessivamente o equilíbrio tipológico-estrutural do edifício.

A Carta de Washington25 também se preocupa com o interior das edificações a serem preservadas. Segundo AGUIAR (1999), em determinados projetos , “a obrigação efetiva de preservar é preterida pela afirmação idiossincrática do projeto-de-autor, num empenhamento dirigido para a afirmação da contemporaneidade (valor do novo, valor de uso, novos paradigmas estéticos) sobre os valores da história.” Esse autor ainda critica a postura de se deixar apenas a casca da edificação, acarretando problemas para estabilização da mesma, necessitando de estruturas provisórias, não tendo, para a nova edificação, nenhuma função estrutural. Ainda segundo esse autor, as estruturas

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A Carta de Washington, Carta Internacional para a Salvaguarda das cidades Históricas (ICOMOS, 1987), diz: “No caso de ser necessário efetuar transformações nos edifícios ou construir edifícios novos, qualquer operação deverá respeitar a organização espacial existente, nomeadamente a sua rede viária e escala, como o impõem a qualidade e o caráter geral decorrente da qualidade e do valor do conjunto das construções existentes. A introdução de elementos de caráter contemporâneo, desde que não perturbem a harmonia do conjunto, pode

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